研究人员受安第斯秃鹰启发改造风力涡轮机 将发电量提高了10%

研究人员受安第斯秃鹰启发改造风力涡轮机将发电量提高了10%加拿大阿尔伯塔大学（UniversityofAlberta）机械工程系的研究人员研究了在风力涡轮机叶片上安装受兀鹰启发的小翼是否也能减少阻力并增加能量生产。风力涡轮机叶片利用空气动力学原理提取风能，并将其转化为电能。但是，如果我们要依靠清洁、可持续的能源生产，就必须确保它们尽可能多地产生能量。通常降低风力发电机效率的是升力产生的诱导阻力。当叶片穿过空气时，其顶部（吸气侧）会形成一个气压较低的区域。叶片下方（压力侧）的高压空气会与上方的低压区域寻求平衡，从而形成叶尖涡流，空气从叶片顶端呈螺旋状流出。涡流使气流向下偏转（下冲），产生诱导阻力。虽然大多数现代飞机都通过使用小翼来减少叶尖涡流的影响，从而降低诱导阻力，但在风能产业中的应用仍处于起步阶段。对装有小翼的风力涡轮机进行的研究表明，小翼可以提高发电量，但其代价往往是延长叶尖，因此很难确定这种改进是直接归功于小翼，还是增加了叶片的润湿面积，即与外部气流接触的面积。为了澄清这个问题，阿尔伯塔大学的研究人员求助于加拿大工业设计公司BiomeRenewables，该公司通过模仿自然创造清洁能源产品，并根据秃鹰的翅膀设计了小翼。Biome为"秃鹰项目"开发了受生物启发的小翼。它长17.6英尺（5.35米），设计用于在生产后加装到风力涡轮机的叶片翼尖上。研究人员利用计算机模拟确定了在样本风力涡轮机上加装Biome翼片对其发电量的影响。BiomeRenewables的秃鹰灵感小翼RahnamayBahambaryetal.CCBY-NC-ND4.0他们发现，增加小翼后，沿叶片跨度方向的吸力面和压力面之间的压力差增大，这反过来又增加了涡轮机的扭矩（绕轴的旋转力）和发电量。发电量平均增加了10%，研究人员认为这归因于小翼引起的空气动力变化，而不仅仅是叶片扫掠面积的增加。尾流研究和发电量的结果表明，这种生物启发设计可以提高风力涡轮机的发电量。该研究发表在《能源》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426062.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426062.htm

采用完全可回收叶片的风力涡轮机开始发电

采用完全可回收叶片的风力涡轮机开始发电收集风能是可再生能源组合的一个重要部分，但当这些巨大的涡轮机叶片达到其工作年限时，它们可能最终成为垃圾填埋场的废物。西门子Gamesa公司已经开发出一种可回收的叶片，当它的捕风期结束后，可以用来制造其它新产品。尽管其他风力涡轮机部件，如塔架和机舱，已经可以回收利用，但用于制造商业风场装置中巨大叶片的复合材料已被证明是一个更大的挑战，而且往往是一个昂贵的挑战。西门子Gamesa公司开发可回收叶片的关键是一种新的环氧树脂系统，它利用了项目合作伙伴AdityaBirlaAdvancedMaterials公司专有的可回收树脂系统技术。可回收树脂系统能够回收叶片，并回收加固材料和树脂基体，回收的叶片材料可以被重新使用和再利用，使它们重新回到系统中，完成循环。此外，该树脂已被设计为具有超慢的反应性，以实现更好的可加工性和比传统材料更快的固化，从而有助于降低叶片制造的周期时间。在涡轮机叶片的使用寿命结束后，用于生产可回收叶片的树脂、玻璃纤维、木材和其他材料将使用温和的酸溶液进行分离，之后它们可以继续用于生产新产品，如手提箱或平板显示器外壳。经过验证测试和试点试验，西门子Gamesa公司在丹麦Aalbor一家工厂开发的第一批可回收叶片去年在英国赫尔市生产。现在，第一台摇动81米（266英尺）长可回收叶片的涡轮机正在运行条件下进行测试，同时还在北海的Kaskasi海上风电场发电。该装置由RWERenewables运营，预计到今年年底将有38台西门子Gamesa8.0-167DD涡轮机收集风能，装机容量为342兆瓦。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1301267.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1301267.htm

1兆瓦浮动垂直轴风力涡轮机将在挪威沿海部署

1兆瓦浮动垂直轴风力涡轮机将在挪威沿海部署近期，瑞典公司SeaTwirl称它的浮动垂直轴风力涡轮机可以大大降低深海风能的成本，它已经跟Westcon签署了一项协议以在挪威建造和部署一个商业规模的1兆瓦涡轮机。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315557.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1315557.htm

[多图]非同寻常的塔式反向旋转浮动风力涡轮机将在挪威投入测试

[多图]非同寻常的塔式反向旋转浮动风力涡轮机将在挪威投入测试大多数风力涡轮机看起来就像一根棍子上的螺旋桨，但一旦你把这个概念带入深海（世界上绝大多数最好的风力资源都在深海）并将其放大，这种设计就越来越不合理了。所有的重物都在顶部，头重脚轻，因此要建造和维护一个不会在风中倾覆的浮动版本既困难又昂贵。正因为如此，WorldWideWind（WWW）公司的反向旋转VAWT才是一个令人着迷的替代方案。所有的重型发电机都安装在底部，事实上，是安装在水下，低于涡轮机的浮桥。这就在底部增加了足够的重量，使整个设备不会顶入水中，只需要一套系泊锚。反向旋转浮动VAWT剖析图/WorldWideWind发电机的转子和定子随后连接到一对垂直轴涡轮机上，每个涡轮机都有三个叶片，与塔架主轴成45度。下部涡轮机朝一个方向旋转，上部涡轮机则朝另一个方向旋转，上部涡轮机安装在下部涡轮机中间的一根杆上。叶片简单而固定，可以从风力中获取大部分有用的扭矩，就像帆船一样。WWW首席技术官汉斯-伯恩霍夫（HansBernhoff）在去年的一次采访中告诉我们："只有在直接逆风或直接顺风的情况下，它才不会追上速度。当垂直轴叶片旋转时，它或多或少会在360度的300度上获得扭矩"。发电机的阻力可以通过微秒管理来控制涡轮机的速度。因此，无论风向如何，浮动双VAWT都会被动地倾斜到最佳角度，两个涡轮机开始朝相反的方向转动，从而有效地将"定子"中"转子"的转动速度提高一倍。前WWW首席执行官特龙-卢达尔（TrondLutdal）告诉我们："可以认为这是一种将发电量增加一倍的方法，也可以认为是一种将发电机成本降低一半的方法。因此，它的成本更低，可扩展性更强，而且任何维护都是在底部进行，而不是在数百英尺高的空中。"这种风塔可以扩展到前所未有的规模和功率。风对结构产生的扭力被两个相反的旋转有效中和。此外，每个转子的锥形扫描降低了叶片尖端的速度，并减少了后面产生的尾流效应，因此在实际的风力发电场中，该公司表示它们可以部署在更近的距离，从给定的区域产生更多的能量，并减少连接电缆。WWW公司表示，利用一些有趣的材料选择，该公司看到了将这些设备扩展到400米（1312英尺）高的清晰路径，届时单个塔架可产生40兆瓦的巨大能量，几乎是世界上最大风力涡轮机能量的两倍，更重要的是，到2027年，它可将海上风力发电的平准化能源成本（LCoE）大幅降至50美元/兆瓦时以下，这还不到普通水平轴塔架成本的一半。因此，它们的前景非常令人兴奋，也非常引人入胜，这也是为什么我们很高兴地听说该团队已经与挪威最大的工业建筑集团之一AFGruppen签署了一份协议，开始测试一个小规模的原型。AFGruppen公司与WorldWideWind公司签署了一项协议，将对该设备的第一台原型机进行测试。19米长的样机将在AF位于瓦茨的环境基地进行测试，该基地坐落在挪威东南海岸美丽得令人心碎的峡湾岸边的深山中。这正是斯拉尔蒂巴特法斯特最伟大、最复杂的作品。该公司表示，下一个原型机将是更大的1.5兆瓦试验机，计划于2025年初开始测试，并希望在2030年前推出24兆瓦的商用涡轮机，如果今天推出，这将是世界上最大的海上涡轮机。WWW新任首席执行官比约恩-西蒙森（BjørnSimonsen）在一份新闻稿中说："我们非常荣幸能与AFGruppen合作测试我们的第一台原型机。我们非常感谢AF团队迄今为止给予我们的支持，也非常感谢他们让我们使用他们在Vats的院子进行测试。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393883.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393883.htm

设计中的世界最大飞机长达108米 可向简易机场运送大量货物甚至发电机叶片

设计中的世界最大飞机长达108米可向简易机场运送大量货物甚至发电机叶片除了大型强子对撞机之外，历史上没有任何机器的单个部件比今天的巨型风力涡轮机更大。例如，一些海上涡轮机的叶片长度超过140米（459英尺）。在陆地上无法达到如此规模的原因之一是，要在公路上移动如此大小的叶片几乎是不可能的。角落太紧。桥梁太低。即使是只有一半大小的叶片，在后勤方面也是一场噩梦--有时，这个过程看了会让人感到非常害怕，就像您在下面的视频中看到的那样。但在风力发电中，尺寸才是真正的关键，因为涡轮机的扫掠面积是影响能量捕获量的关键因素。叶片顶端的扫掠面积要大于最靠近轮毂的部分，因此每增加一点长度，都会带来不成比例的面积增益。如果陆上风能开始使用与海上风能差不多大小的叶片，就能以更低的成本获取更多的风能。因此，RadiaWindrunner应运而生--这是一种可以设计整个涡轮机进行空中运输的解决方案，实际上，风力发电厂从一开始就需要将其纳入计划，因为它完全专注于移动绝对巨大的涡轮机叶片。如果再长6英尺，Windrunner就能绵延整个美国橄榄球联盟足球场的长度，而其80米（261英尺）的翼展也几乎相当于四分之三的宽度。它的高度为24米（79英尺），不比空中客车A380高-但其翻盖式前部可以让机舱升高至机身顶部，使108米（354英尺）长的飞机可以几乎一点不浪费地全长度运载长达105米（344英尺）、直径达7.3米（24英尺）的货物。最大有效载荷重量高达72575公斤（160,000磅），最大航程约为2000公里（1200英里），货舱容积约为8200立方米（272000立方英尺），这是强大的安东诺夫飞机的七倍。这样一来，在离叶片制造厂尽可能近的地方只需要建一条飞机跑道，在风力发电厂的位置再建一条，就可以从工厂车间直接把叶片装上飞机，同样，也可以直接从飞机后面把叶片吊起来安装。为了方便这种行为，RadiaWindrunner被设计为在相对较短的1800米（6000英尺）跑道上起降。要知道，一般的小型客机使用的跑道通常要比它长30-110%。更重要的是，Radia甚至不指望有一个铺设好的简易跑道。考虑到很多风力发电厂都建在开阔平坦的地方，Radia设计的Windrunner可以在"半预制简易跑道"上运行--也就是说，只需在清除了岩石、灌木丛、树木和其他障碍物的地方运行，就像军用飞机在行动中可能降落的地方一样。据《华尔街日报》报道，"Windrunner"现在不仅仅是一组渲染图，Radia为此筹集了1.04亿美元，该公司估计，它为陆上风电开发商提供的更大涡轮机可将清洁能源的成本降低35%，并使风电场在更广泛的地点可行。该公司显然相信，它将在四年左右的时间内完成Windrunner的制造、测试和认证。这无疑是一个非凡的项目，一旦升空，可能会为清洁能源开发商带来各种机遇。我们期待着关注这台怪兽机器的进展！...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424078.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424078.htm

主动风力涡轮机控制旨在将鸟类死亡数量减少80%

主动风力涡轮机控制旨在将鸟类死亡数量减少80%当然，这个数字大大低于每年估计有2550万只鸟因飞入架空电线而死亡，或每年估计有9.8亿只鸟因撞入建筑物而死亡，或每年有14亿至37亿只鸟被家猫杀死。但这仍然是一个不可接受的数字，也是一个需要解决的问题--因为在未来几十年里，一个完全绿色的能源网络将需要越来越多的涡轮机。挪威科学与技术研究所（SINTEF）和挪威环境友好能源研究中心的研究人员认为，他们有一个想法可以帮助解决很多问题。这个想法非常简单：每台涡轮机都将安装摄像头，能够发现直接飞向转子路径的鸟类。软件会自动计算它们的预测轨迹，如果它们看起来有被击中的危险，系统就会发出控制信号，通过调整发电机力矩和叶片扭转来减慢叶片速度。在模拟中，该系统（称为SKARV）能够避免绝大多数与单只鸟类的碰撞，这些鸟类以可预测的路径移动，迎面飞向涡轮机，在撞击前至少有五秒钟的时间被发现。当然，这并不能说明所有情况。这并不能阻止它们撞向中央机舱或塔架，如果它们从侧面飞来，或者在涡轮机周围盘旋，这也无济于事。研究员PaulaB.GarciaRosa说："由于我们很难预测鸟类的飞行轨迹，新系统也不能完全解决这个问题。例如，如果一只没有经验的幼鸟在接近涡轮机时表现出不规则的飞行行为，那么就不可能准确预测它几秒钟后的位置。如果同时有几只鸟靠近，预测也会更加困难。"如果有大量鸟类靠近，系统可以设置为完全关闭涡轮机--不过研究小组指出，大型涡轮机从正常转速完全停止需要长达20秒的时间。加西亚-罗萨说："根据我们的模拟，我们相信SKARV项目可以帮助减少高达80%的致命碰撞。下一步是进一步开发现有的叶片旋转速度控制策略，并将这些策略与识别鸟类飞行轨迹的方法相结合。然后，我们将进行实际演示。我们相信，SKARV技术可以在五年内实现商业化，如果我们看到业界有足够的兴趣，也许会更早。"这是一个把煤炭巨头变成环保主义者的有趣问题。如果成群的鸟儿会经常干扰清洁能源发电，那么SKARV系统很可能也会把清洁能源巨头变成心狠手辣的雇佣兵。一些研究人员甚至认为，鸟类正在学会主动避开涡轮机。但是，如果仅在美国，每年就有超过一百万只鸟类还没有领悟到这一点，那么这仍然是一个值得解决的问题。我们期待听到试验的进展。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383327.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383327.htm